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UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO
CALABRIA FACOLTA DI INGEGNERIA LAUREA
MAGISTRALE INGEGNERIA CIVILE
CORSO DI INFRASTRUTTURE AEROPORTUALI ED
ELIPORTUALI
LECTURE 10 LE PAVIMENTAZIONI AEROPORTUALI
PORTANZA DEI SOTTOFONDI- PORTANZA DELLE
PAVIMENTAZIONI
Docente Ing. Marinella GIUNTA
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LE PAVIMENTAZIONI AEROPORTUALI

• DEFINIZIONE
• La pavimentazione aeroportuale è una struttura
  realizzata allo scopo di
• consentire una circolazione rapida e sicura dei
  velivoli a terra
• resistere alle sollecitazioni del carico
  verticale (peso del velivolo) e tangenziale
  (azioni di accelerazione e frenatura)
• trasferire il carico al piano di posa
  compatibilmente con la portanza di questultimo.

PAVIMENTAZIONI AEROPORTUALI FUNZIONALMENTE
SIMILI A QUELLE STRADALI con qualche
differenza
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LE PAVIMENTAZIONI AEROPORTUALI

• Le differenze attengono a
• ENTITA DEL CARICO il carico massimo per asse
  singolo in campo stradale è 12 t e dunque un
  carico su ruota singola di 6t, un DC-10 Sr 30 ha
  un carico per ruota singola di 24 t
• GEOMETRIA DEL CARICO le ruote del carrello di un
  aereo presentano numero e disposizione
  differente. In genere si assume che il carico di
  una gamba di forza gravi su una ruota singola
  fittizia di cui si determina il cosiddetto carico
  equivalente su ruota singola Qes. Il Qes è un
  carico maggiore di quello che afferisce a
  ciascuna ruota della gamba di forza.
• PRESSIONE DI GONFIAGGIO pg max in campo stradale
  0,8 MPa
• pg max in campo aeroportuale 1,5 MPa

LA PAVIMENTAZIONE AEROPORTUALE DEVE ESSERE PIU
RESISTENTE DI QUELLA STRADALE
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IL PROBLEMA DEL DIMENSIONAMENTO
Il corretto dimensionamento della pavimentazione
deve tenere conto delle seguenti peculiarità
dellambito aeroportuale A. non omogeneità delle
caratteristiche degli aerei (diversità del peso,
della disposizione delle ruote, della pressione
di gonfiaggio) B. per uno stesso aereo,
diversità del carico in relazione alle condizioni
operative (decollo, atterraggio, limitazioni di
carico) C. la pista è diversamente sollecitata
lungo la sua lunghezza (la portanza alare, che
cresce con la velocità che riduce
progressivamente il peso che si scarica sulla
pavimentazione fino ad annullarlo) D. la pista è
diversamente sollecitata lungo la sezione
trasversale per effetto della canalizzazione del
traffico
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IL PROBLEMA DEL DIMENSIONAMENTO
Ai fini del dimensionamento è utile la
distinzione tra
A. ZONE CRITICHE zone dellair side nelle quali
la portanza alare è nulla è il carico dellaereo
si scarica completamente sulla pavimentazione
(vie di rullaggio, piazzali di sosta, aree di
attesa, testate delle pista di volo)
B. ZONE NON CRITICHE zone dellair side nelle
quali, intervenendo la portanza alare, il carico
dellaereo si scarica parzialmente sulla
pavimentazione (pista di volo, via di uscita
rapida)
In generale, si calcola lo spessore della
pavimentazione per zone critiche e si attribuisce
una aliquota di tale spessore alla pavimentazione
di zone non critiche.
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REQUISITI DI UNA PAVIMENTAZIONE AEROPORTUALE

• CAPACITA DI RESISTERE ALLE SOLLECITAZIONI
  TRASMESSE DALLE RUOTE DEI CARRELLI
• BUONA ADERENZA IN TUTTE LE CONDIZIONI
  METEOROLOGICHE
• ELEVATA REGOLARITA SUPERFICIALE
• DURABILITA
• RIDOTTI COSTI DI MANUTENZIONE

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TIPOLOGIE DI PAVIMENTAZIONI AEROPORTUALI
PAVIMENTAZIONE RIGIDA
Piastra in cls
Fondazione (misto granulare o misto cementato)
Sottofondo
PAVIMENTAZIONE FLESSIBILE
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I DATI DI INPUT DEL DIMENSIONAMENTO

• PORTANZA DEL SOTTOFONDO
• CARICHI DI TAFFICO
• CARETTERISTICHE DEI MATERIALI
• CONDIZIONI AMBIENTALI

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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
La portanza del sottofondo è un indicatore della
capacità di esso di resistere ai carichi senza
eccessive deformazioni. I principali indicatori
di portanza sono E MPa modulo di
deformazione K MN/m3 modulo di reazione CBR
E e K si determinano con prove di carico con
piastra CBR si determina attraverso una opportuna
a prova di laboratorio
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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
contrasto
traversa porta comparatori
martinetto
Piastra circolare in acciaio
Comparatori centesimali disposti a 120
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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
Influenza del diametro della piastra sul valore
del rapporto pressione/cedimento
Boussinesq
Westergaard
P/A 0,06 corrisponde al diametro di 76 cm
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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
Influenza del diametro della piastra sul valore
del rapporto pressione/cedimento
P/A 0,06 corrisponde al diametro di 76 cm
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PORTANZA DEL SOTTOFONDO

• E - Modulo di deformazione
• La determinazione del modulo si effettua o con
  procedimenti di laboratorio (prove edometriche,
  prove triassiali, ecc..) o con prove in sito,
  PROVE DI CARICO SU PIASTRA.
• Poiché, tuttavia, il terreno non è linearmente
  elastico, isotropo ed omogeneo, è opportuno
  nellesecuzione delle prove di carico con piastra
  adottare alcuni accorgimenti
• Utilizzare piastre con diametro di 30 cm
• Applicare pressioni massime dellordine di 2 - 3
  Kg/cm2
• Determinare la freccia totale alla decima
  ripetizione del carico ed introdurre tale valore
  nellespressione che deriva dalla teoria del
  Boussinesq

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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
K - Modulo di reazione K p/f Westergaard
propose di determinare il modulo K tramite una
prova di carico con piastra circolare da 76 cm di
diametro a ciclo unico e misurando la pressione
che determina il cedimento di 0,05 ossia 0,125
cm K p/0,05 20 p con p in lb/sq in K
p/0,125 8 p con p in Kg/cm2 oppure K 0,7/f
Kg/cm3
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PORTANZA DEL SOTTOFONDO

• CBR California Bearing Ratio
• Si determina mediante prova normalizzata (AASHTO
  T-193), alle seguenti condizioni del campione
• Campioni costipati alla densità massima e
  allumidità ottima della prova AASHTO mod. (CBR
  standard)
• Campioni costipati come sopra e saturati in acqua
  per 4 giorni (CBR standard a saturazione)
• Campioni costipati alla densità e allumidità
  riscontrati in sito (CBR di progetto)
• CBR su campioni indisturbati prelevati in sito
• CBR in sito con idonea apparecchiatura.

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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
CBR California Bearing Ratio
Schema di prova
Anello dinamometrico per la misura carico
Comparatore per misura affondamento
Sovraccarico
Provino di terra
Fustella
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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
CORRELAZIONI TRA INDICATORI DI PORTANZA

• E vs CBR
• E 3CBR terreni coerenti E MN/m2
  10 Kg/cm2
• E 5CBR terreni incoerenti
• E 65CBR0,65 Jeuffroy E Kg/cm2
• E vs K
• E 0,52 K per m 0,35
• E 0,45 K per m 0,50
• K vs CBR
• K (5,8 6,7)CBR terreni
  coerenti K (9,6 11,1)CBR
  terreni incoerenti
• K (12,5 14,4)CBR0,65 Jeuffroy

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PORTANZA DEL SOTTOFONDO
PORTANZA DESIDERABILE
E 30 MN/m2 K0 50 MN/m3 CBR 10
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PROVE DI PORTANZA SULLA PAVIMENTAZIONE
SCOPO
Si eseguono per verificare la buona esecuzione di
una pavimentazione o per accertarne lattitudine
a sopportare determinate sollecitazioni.
TIPOLOGIA DI PROVA
A ciclo unico per pavimentazioni rigide
PROVE DI CARICO CON PIASTRA
A cicli ripetuti per pavimentazioni fessibili
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PROVE DI PORTANZA SULLA PAVIMENTAZIONE
P1gtP2gtP3
Il carico limite è funzione dellarea della
piastra
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PROVE DI PORTANZA SULLA PAVIMENTAZIONE
Pav. rigida
Curva media Q1/Q2 (A1/A2)0,44
Pav. flessibile
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PROVE DI PORTANZA SU PAVIMENTAZIONE RIGIDA

• Si fornisce un precarico di 2300 Kg per
  lassestamento della piastra
• Si scarica
• Si applica nuovamente il carico con incrementi
  successivi di 2300 Kg
• Si arresta la prova quando la deflessione
  raggiunta è di 5 mm

Q
Cedimenti mm
Qlimite min Q5mm , Q
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PROVE DI PORTANZA SU PAVIMENTAZIONE FLESSIBILE
p1 pressione limite, pressione che al primo ciclo
di carico produce una deformazione totale pari a
quella plastica aumentata di 5 mm
Curva I deformazioni plastiche al primo ciclo
di ciascuno stato tensionale (AB, ABCD,
ABCDEF, ) Curva II deformazioni totali al 1
ciclo di ciascun livello tensionale (MN, PQ-NN,
RS-NN-QQ,..) Curva I curva I traslata di 5
mm
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PROVE DI PORTANZA SU PAVIMENTAZIONE FLESSIBILE
Leggi di Mc Leod
Curva III accumulo di freccia plastica
allinizio di ciascuna serie di carico (AB AD
AF..)
p2 pressione critica, pressione che produce una
deformazione totale di 5 mm dopo 10.000
ripetizioni del carico